JP2020067081A - リザーブタンク - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図りながら、液体を圧送するポンプの負荷を軽減することの可能なリザーブタンクを提供する。【解決手段】リザーブタンク10は、気液分離室R1の内部に貯留される冷却水に旋回流を発生させることにより、冷却水に含まれる気体を分離する。リザーブタンクは、円筒部40と、複数の吐出孔44a,44bと、導入部形成部30とを備える。複数の吐出孔44a,44bは、円筒部40の底壁部43を貫通するように形成される。導入部形成部30には、冷却水を円筒部40の底壁部43の底面431まで導く導入流路33と、冷却水を複数の吐出孔44a,44bを通じて円筒部40の内部に導入する導入部34とが形成される。複数の吐出孔44a,44bは、底壁部43の内面430に対して直交とは異なる角度で交差する方向に延びるように形成される。【選択図】図2
Description
本開示は、気液分離室の内部に貯留される液体に旋回流を発生させることにより、液体に含まれる気体を分離するリザーブタンクに関する。
従来、下記の特許文献1に記載のリザーブタンクがある。特許文献1に記載のリザーブタンクは、その内部に円筒形状の気液分離室を備えている。気液分離室の底部には、冷却水の流入方向を気液分離室の接線方向とする流入口が設けられている。気液分離室の内部には、上部に至るほど径が小さくなる円筒形状のセパレータが配置されている。このリザーブタンクでは、流入口からセパレータ内に流入した冷却水がセパレータの内壁面に沿って旋回しつつ上昇することにより、冷却水中の気体が分離される。
ところで、特許文献1に記載のリザーブタンクでは、セパレータの内部で旋回流を発生させるためには、流入口からセパレータの内壁面に向かう冷却水の流速を所定の速度以上にする必要がある。冷却水の流速を所定の速度以上にするためには、流入口に流入する冷却水の圧力を所定の圧力以上にする必要があるため、リザーブタンクに冷却水を圧送するポンプの負荷が増加する懸念がある。
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を図りながら、液体を圧送するポンプの負荷を軽減することの可能なリザーブタンクを提供することにある。
上記課題を解決するリザーブタンク(10)は、気液分離室(R1)の内部に貯留される液体に旋回流を発生させることにより、液体に含まれる気体を分離する。リザーブタンクは、タンク本体(20)と、円筒部(40)と、複数の吐出孔(44,44a,44b)と、流入部(60,221)と、導入部形成部(30)と、を備える。タンク本体は、気液分離室を内部に有する。円筒部は、所定の軸線を中心に有底円筒状に形成され、先端部の開口部分が気液分離室において開口するようにタンク本体の内部に配置される。複数の吐出孔は、円筒部の底壁部(43)の底面(431)から円筒部の内部に向かって円筒部の底壁部を貫通するように形成される。流入部には、気液分離室に導入される前の液体が流入する。導入部形成部には、流入部に流入した液体を円筒部の底壁部の底面まで導く導入流路(33)と、導入流路を通じて円筒部の底壁部の底面に導入された液体を円筒部の底壁部の底面において一時的に貯留する部分であって、貯留されている液体を複数の吐出孔を通じて円筒部の内部に導入する導入部(34)とが形成される。複数の吐出孔は、円筒部の内部に流入した液体に旋回流を発生させるべく、底壁部の内面に対して直交とは異なる角度で交差する方向に延びるように形成される。円筒部の先端部から気液分離室に流入した液体が、気液分離室の内部で旋回流を形成する。
この構成によれば、導入部に貯留されている液体が吐出孔を流れることにより、液体の流れ方向が吐出孔の延びる方向、すなわち底壁部の内面に対して交差する方向に変換される。このような流れ方向を有する液体が円筒部の内部に流入することにより、円筒部の内部を液体が旋回して流れるようになる。これにより、一つの流入口から流入する液体の流れにより旋回流を発生させる従来のリザーブタンクと比較すると、液体に旋回流を発生させ易くなる。よって、リザーブタンクに液体を圧送するポンプの負荷を軽減することができる。
また、吐出孔を通じて円筒部の内部に液体を導入するための導入部が円筒部の底壁部の底面に沿って配置されているため、円筒部の外周部分に導入流路が形成されている構造と比較すると、所定の軸線を中心とする径方向外側へのリザーブタンクの大型化を回避することができる。すなわち、リザーブタンクを小型化することが可能である。
また、上記課題を解決するリザーブタンク(10)は、気液分離室(R1)の内部に貯留される液体に旋回流を発生させることにより、液体に含まれる気体を分離する。リザーブタンクは、タンク本体(20)と、円筒部(40)と、複数の吐出孔(44a,44b)と、流入部(60,221)と、導入部形成部(30)と、を備える。タンク本体は、気液分離室を内部に有する。円筒部は、所定の軸線を中心に有底円筒状に形成され、先端部の開口部分が気液分離室において開口するようにタンク本体の内部に配置される。複数の吐出孔は、円筒部の底壁部(43)の底面(431)から円筒部の内部に向かって円筒部の底壁部を貫通するように形成される。流入部には、気液分離室に導入される前の液体が流入する。導入部形成部には、流入部に流入した液体を円筒部の底壁部の底面まで導く導入流路(33)と、導入流路を通じて円筒部の底壁部の底面に導入された液体を円筒部の底壁部の底面において一時的に貯留する部分であって、貯留されている液体を複数の吐出孔を通じて円筒部の内部に導入する導入部(34)とが形成される。円筒部の底壁部の内面には、円筒部の外周部分に沿って螺旋状に延びる複数の傾斜面(46,47)が形成されている。複数の吐出孔は、複数の傾斜面のそれぞれに沿って液体を吐出するように設けられている。複数の吐出孔から吐出される液体が複数の傾斜面のそれぞれに沿って流れることにより、複数の吐出孔から円筒部の内部に流入した液体に旋回流が形成される。円筒部の先端部から気液分離室に流入した液体が、気液分離室の内部で旋回流を形成することにより、気液分離室の内部で液体中の気体が分離される。
この構成によれば、導入部に貯留されている液体が吐出孔を通じて傾斜面に沿って流れることにより、液体の流れ方向が傾斜面の延びる方向、すなわち円筒部の外周面を螺旋状に沿う方向に変換される。このような流れ方向を有する液体が円筒部の内部を流れることにより、円筒部の内部を液体が旋回して流れるようになる。これにより、一つの流入口から流入する液体の流れにより旋回流を発生させる従来のリザーブタンクと比較すると、液体に旋回流を発生させ易くなる。よって、リザーブタンクに液体を圧送するポンプの負荷を軽減することができる。
また、吐出孔を通じて円筒部の内部に液体を導入するための導入部が円筒部の底壁部の底面に沿って配置されているため、円筒部の外周部分に導入流路が形成されている構造と比較すると、所定の軸線を中心とする径方向外側へのリザーブタンクの大型化を回避することができる。すなわち、リザーブタンクを小型化することが可能である。
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
本開示によれば、小型化を図りながら、液体を圧送するポンプの負荷を軽減することの可能なリザーブタンクを提供できる。
以下、リザーブタンクの実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
<第1実施形態>
はじめに、図1を参照して、本実施形態のリザーブタンク10が適用されるエンジン冷却装置1の概要について説明する。図1に示されるエンジン冷却装置1は、車両のエンジン2を適正な温度に冷却するための装置である。エンジン冷却装置1は、エンジン2、ポンプ3、及びラジエータ4が配管を介して環状に接続された構造からなる。このエンジン冷却装置1では、ポンプ3により圧送される冷却水がエンジン2及びラジエータ4を循環している。ラジエータ4において冷却された冷却水がエンジン2に供給されることにより、エンジン2が冷却される。このような冷却水の循環路のうち、エンジン2のシリンダヘッドとラジエータ4のアッパタンク4aとを接続する経路に対してリザーブタンク10が並列に配置されている。リザーブタンク10には、エンジン2のシリンダヘッドから冷却水の一部が流入して貯留される。リザーブタンク10は、冷却水中の気泡などの気体を分離して冷却水を貯留する。リザーブタンク10に貯留される冷却水はポンプ3の作動によりラジエータ4のアッパタンク4aに供給される。本実施形態のリザーブタンク10により分離される液体は冷却水であり、リザーブタンク10により分離される気体は、冷却水に含まれる気体である。
<第1実施形態>
はじめに、図1を参照して、本実施形態のリザーブタンク10が適用されるエンジン冷却装置1の概要について説明する。図1に示されるエンジン冷却装置1は、車両のエンジン2を適正な温度に冷却するための装置である。エンジン冷却装置1は、エンジン2、ポンプ3、及びラジエータ4が配管を介して環状に接続された構造からなる。このエンジン冷却装置1では、ポンプ3により圧送される冷却水がエンジン2及びラジエータ4を循環している。ラジエータ4において冷却された冷却水がエンジン2に供給されることにより、エンジン2が冷却される。このような冷却水の循環路のうち、エンジン2のシリンダヘッドとラジエータ4のアッパタンク4aとを接続する経路に対してリザーブタンク10が並列に配置されている。リザーブタンク10には、エンジン2のシリンダヘッドから冷却水の一部が流入して貯留される。リザーブタンク10は、冷却水中の気泡などの気体を分離して冷却水を貯留する。リザーブタンク10に貯留される冷却水はポンプ3の作動によりラジエータ4のアッパタンク4aに供給される。本実施形態のリザーブタンク10により分離される液体は冷却水であり、リザーブタンク10により分離される気体は、冷却水に含まれる気体である。
次に、リザーブタンク10の具体的な構造について説明する。図2に示されるように、リザーブタンク10は、軸線m1を中心に円形箱状に形成されたタンク本体20と、タンク本体20の内部に収容される導入部形成部30と、円筒部40とを備えている。なお、図2において矢印Z1で示される方向は鉛直方向上方を示し、矢印Z2で示される方向は鉛直方向下方を示す。
タンク本体20は、上側タンク部21と下側タンク部22とに分割されて構成されている。上側タンク部21及び下側タンク部22が軸線m1に沿った方向において互いに接合されることにより、タンク本体20が構成されている。タンク本体20は、樹脂材料等により形成されている。なお、タンク本体20の材料として、透過性を有するポリプロピレン等の樹脂材料を用いることにより、その内部の冷却水の水位を目視で確認することが可能となる。
タンク本体20の内部には、冷却水に含まれる気泡を分離するとともに冷却水を貯留する気液分離室R1が形成されている。図中の符号R10は、気液分離室R1において主に気体が存在する気体層を示し、図中の符号R11は、気液分離室R1において主に冷却水が存在する液体層を示している。また、気体層R10と液体層R11との間の境界線Lwは気液界面を示している。
タンク本体20の内部の下方部分には、導入部形成部30が収容されて嵌め込まれている。タンク本体20の側壁部220には、冷却水が流入する流入パイプ60が取り付けられている。タンク本体20の側壁部220において流入パイプ60が取り付けられる部分には、側壁部220を貫通するように流入口221が形成されている。よって、流入パイプ60に流入する冷却水は、タンク本体20の流入口221を通じてタンク本体20の内部に導入される。本実施形態では、流入パイプ60及びタンク本体20の流入口221が、気液分離室R1に導入される前の液体が流入する流入部に相当する。気液分離室R1は、タンク本体20の内壁面と導入部形成部30の上面とにより区画される空間として形成されている。
タンク本体20の底壁部222には、排出パイプ61が取り付けられている。タンク本体20の底壁部222において排出パイプ61が取り付けられる部分には、底壁部222を貫通するように排出口223が形成されている。気液分離室R1に貯留されている冷却水は、導入部形成部30の排出流路35、タンク本体20の排出口223、及び排出パイプ61を通じて外部に排出される。このように、本実施形態では、導入部形成部30の排出流路35、タンク本体20の排出口223、及び排出パイプ61が、気液分離室R1に貯留されている冷却水を排出するための排出部に相当する。
タンク本体20の上壁部211には、タンク本体20の内部に冷却水を注入するための円筒状の注水口212が形成されている。注水口212には、加圧キャップ50が装着される。この加圧キャップ50により、タンク本体20の内部を含め、エンジン冷却装置1の各部に付与される圧力を所定の圧力に調整することが可能となっている。
導入部形成部30は、軸線m1を中心に略円盤状に形成されている。導入部形成部30は、上側プレート31と下側プレート32とに分割されて構成されている。上側プレート31及び下側プレート32が軸線m1に沿った方向において互いに接合されることにより、導入部形成部30が構成されている。導入部形成部30には、導入流路33と、導入部34と、排出流路35とが形成されている。
導入部34は、導入部形成部30の略中央に形成された空間からなる。導入部34は、軸線m1を中心とする略円柱状の空間からなる。
導入流路33は、導入部34の外周部分からタンク本体20の流入口221に延びるように形成されている。これにより、流入パイプ60に流入する冷却水は、タンク本体20の流入口221及び導入流路33を通じて導入部34に流入するようになっている。
導入流路33は、導入部34の外周部分からタンク本体20の流入口221に延びるように形成されている。これにより、流入パイプ60に流入する冷却水は、タンク本体20の流入口221及び導入流路33を通じて導入部34に流入するようになっている。
排出流路35は、導入流路33及び導入部34とは独立した流路からなり、導入部形成部30において導入部34の径方向外側にあたる部位を軸線m1に平行な方向に貫通するように形成されている。排出流路35の上端部は、タンク本体20の内部に形成された気液分離室R1に開口している。排出流路35の下端部は、タンク本体20の排出口223に連通されている。これにより、気液分離室R1に貯留されている冷却水は、導入部形成部30の排出流路35、タンク本体20の排出口223、及び排出パイプ61を通じて外部に排出される。
円筒部40は、導入部形成部30の上面から鉛直方向上方Z1に向かって延びるように形成されている。以下では、円筒部40において導入部形成部30に取り付けられている端部を基端部41と称し、その反対側の端部を先端部42と称する。円筒部40は、その基端部41の開口部分が導入部形成部30の上壁部36により閉塞されることにより、軸線m1を中心に有底円筒状に形成されている。以下では、導入部形成部30の上壁部36において円筒部40の底壁部として機能している部分を「底壁部43」とも称する。また、底壁部43において円筒部40の内部に露出している面を「内面430」と称し、その反対側の面を「底面431」と称する。
円筒部40の先端部42の開口部分は、気液分離室R1の内部において開口している。円筒部40の底壁部43には、底壁部43の底面431から円筒部40の内部に向かって円筒部40の底壁部43を貫通するように一対の吐出孔44a,44bが形成されている。図3に示されるように、吐出孔44a,44bは、軸線m1を中心に点対称となるように形成されている。図1に示されるように、吐出孔44aは、底壁部43の内面430に対して直交とは異なる角度で交差する方向Waに延びるように形成されている。本実施形態では、吐出孔44aが延びる方向Waと底壁部43の内面430とがなす角度θaが45度以下に設定されている。同様に、吐出孔44bが延びる方向Wbと底壁部43の内面430とがなす角度θbが45度以下に設定されている。
次に、本実施形態のリザーブタンク10の動作例について説明する。
本実施形態のリザーブタンク10では、流入パイプ60に流入した冷却水は、タンク本体20の流入口221及び導入部形成部30の導入流路33を通じて導入部34に流入する。これにより、冷却水が円筒部40の底壁部43の底面431に導入される。このように、導入部形成部30の導入流路33は、流入パイプ60及びタンク本体20の流入口221に流入する冷却水を円筒部40の底壁部43の底面431まで導く流路となっている。また、導入部34は、導入流路33を通じて円筒部40の底壁部43の底面431に導入された冷却水を円筒部40の底壁部43の底面431において一時的に貯留する部分である。導入部34に貯留されている冷却水は、円筒部40の底壁部43に形成された吐出孔44a,44bを通じて円筒部40の内部に導入される。
本実施形態のリザーブタンク10では、流入パイプ60に流入した冷却水は、タンク本体20の流入口221及び導入部形成部30の導入流路33を通じて導入部34に流入する。これにより、冷却水が円筒部40の底壁部43の底面431に導入される。このように、導入部形成部30の導入流路33は、流入パイプ60及びタンク本体20の流入口221に流入する冷却水を円筒部40の底壁部43の底面431まで導く流路となっている。また、導入部34は、導入流路33を通じて円筒部40の底壁部43の底面431に導入された冷却水を円筒部40の底壁部43の底面431において一時的に貯留する部分である。導入部34に貯留されている冷却水は、円筒部40の底壁部43に形成された吐出孔44a,44bを通じて円筒部40の内部に導入される。
導入部34に貯留されている冷却水が吐出孔44a,44bを流れる際に冷却水の流れ方向が吐出孔44a,44bの延びる方向Wa,Wb、すなわち底壁部43の内面430に対して交差する方向に変換される。このような流れ方向を有する冷却水が円筒部40の内部に流入することにより、図2に矢印Tで示されるように円筒部40の内部を冷却水が旋回して流れるようになる。すなわち、円筒部40の内部に旋回流を発生させることができる。これにより、一つの流入口から流入する冷却水の流れにより旋回流を発生させる従来のリザーブタンクと比較すると、冷却水に旋回流を発生させ易くなる。よって、リザーブタンク10に冷却水を圧送するポンプ3の負荷を軽減することができる。
円筒部40の内部で旋回流を形成した冷却水は、円筒部40の先端部42から気液分離室R1に吐出される。この際、冷却水が旋回しながら気液分離室R1に流入することにより、気液分離室R1内にも冷却水の旋回流、換言すれば冷却水の渦が形成されるため、その遠心力により液体状の冷却水が気液分離室R1の外周部分に向かって流れるとともに、冷却水に含まれる気泡が気液分離室R1の中央部分付近に集まる。気液分離室R1の中央部付近に集まった気泡は、気液分離室R1の上方に貯まる。そのため、気液分離室R1の上方には気体層R10が形成され、その下方には液体層R11が形成されることになる。液体層R11に貯留されている冷却水は、導入部形成部30の排出流路35、タンク本体20の排出口223、及び排出パイプ61を通じて外部に排出される。
一方、図4に示される参考例のリザーブタンクのように、円筒部70の外壁に形成された吐出孔71,72を通じて円筒部70の内部に冷却水を導入するような構造の場合、円筒部70の外周部分の外側に、冷却水を一時的に貯留するための導入部80を設ける必要がある。このような構造の場合、導入部80の外径D1は必然的に円筒部40の内径d1よりも大きくなる。そのため、図4に示されるような参考例のリザーブタンクでは、円筒部70の中心軸である軸線m2を中心とする径方向外側への大型化を避けることができない。
この点、本実施形態のリザーブタンク10では、図5に示されるように、吐出孔44a,44bを通じて円筒部40内に冷却水を導入するための導入部34が円筒部40の底壁部43の底面431に沿って配置されている。このような構造の場合、導入部34の外径D2を円筒部40の内径d2と略同一の長さに設定することが可能である。そのため、図5に示される参考例のリザーブタンクと比較すると、軸線m1を中心とする径方向外側への大型化を回避することが可能である。換言すれば、リザーブタンク10の小型化が可能である。
以上説明した本実施形態のリザーブタンク10によれば、以下の(1)及び(2)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)リザーブタンク10に冷却水を圧送するポンプ3の負荷を軽減することができるとともに、リザーブタンク10の小型化が可能である。
(1)リザーブタンク10に冷却水を圧送するポンプ3の負荷を軽減することができるとともに、リザーブタンク10の小型化が可能である。
(2)吐出孔44a,44bの延びる方向Wa,Wbと円筒部40の底壁部43の底面431とがなす角度θa,θbが45度以下に設定されている。このような構成によれば、吐出孔44a,44bから円筒部40の内部に流入する冷却水の流れ方向が、軸線m1に平行な方向成分よりも、円筒部40の底壁部43の底面431に平行な方向成分を多く含むようになる。よって、円筒部40の内部に旋回流を発生させ易くなる。
(変形例)
次に、第1実施形態のリザーブタンク10の変形例について説明する。
図6に示されるように、本変形例のリザーブタンク10では、円筒部40の底壁部43に複数の吐出孔44が形成されている。複数の吐出孔44は、軸線m1を中心とする周方向において等間隔ピッチで設けられている。このような構成を採用することにより、円筒部40の内部に旋回流を更に発生させ易くなる。
次に、第1実施形態のリザーブタンク10の変形例について説明する。
図6に示されるように、本変形例のリザーブタンク10では、円筒部40の底壁部43に複数の吐出孔44が形成されている。複数の吐出孔44は、軸線m1を中心とする周方向において等間隔ピッチで設けられている。このような構成を採用することにより、円筒部40の内部に旋回流を更に発生させ易くなる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態のリザーブタンク10について説明する。以下、第1実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図7に示されるように、本実施形態のリザーブタンク10では、円筒部40の内部に円柱状の棒状部材90が配置されている。なお、棒状部材90は円管状に形成されていてもよい。棒状部材90は、円筒部40の底壁部43の内面430から軸線m1に沿って鉛直方向上方Z1に向かって延びるように形成されている。棒状部材90は、円筒部40と同軸上に配置されている。棒状部材90は、円筒部40の内部を通じて気液分離室R1の内部まで延びるように形成されている。したがって、棒状部材90の先端部は、円筒部40の先端部42よりも気液分離室R1の内部に延びている。
次に、第2実施形態のリザーブタンク10について説明する。以下、第1実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図7に示されるように、本実施形態のリザーブタンク10では、円筒部40の内部に円柱状の棒状部材90が配置されている。なお、棒状部材90は円管状に形成されていてもよい。棒状部材90は、円筒部40の底壁部43の内面430から軸線m1に沿って鉛直方向上方Z1に向かって延びるように形成されている。棒状部材90は、円筒部40と同軸上に配置されている。棒状部材90は、円筒部40の内部を通じて気液分離室R1の内部まで延びるように形成されている。したがって、棒状部材90の先端部は、円筒部40の先端部42よりも気液分離室R1の内部に延びている。
以上説明した本実施形態のリザーブタンク10によれば、以下の(3)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(3)本実施形態のリザーブタンク10では、円筒部40内に流入した冷却水が棒状部材90の外周面に沿って流れるため、円筒部40内を流れる冷却水に旋回流を更に発生させ易くなる。
(3)本実施形態のリザーブタンク10では、円筒部40内に流入した冷却水が棒状部材90の外周面に沿って流れるため、円筒部40内を流れる冷却水に旋回流を更に発生させ易くなる。
<第3実施形態>
次に、リザーブタンク10の第3実施形態について説明する。以下、第1実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図8に示されるように、本実施形態の導入部形成部30には、導入流路33から分岐するようにバイパス流路100が形成されている。バイパス流路100は、導入部形成部30の排出流路35に連通されている。すなわち、バイパス流路100は、導入流路33を流れる冷却水の一部を円筒部40及び気液分離室R1を迂回して排出流路35に導く流路である。バイパス流路100は、鉛直方向において導入部34と同じ高さであり、且つ軸線m1を中心とする周方向において導入部34の外側を迂回するように形成されている。
次に、リザーブタンク10の第3実施形態について説明する。以下、第1実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図8に示されるように、本実施形態の導入部形成部30には、導入流路33から分岐するようにバイパス流路100が形成されている。バイパス流路100は、導入部形成部30の排出流路35に連通されている。すなわち、バイパス流路100は、導入流路33を流れる冷却水の一部を円筒部40及び気液分離室R1を迂回して排出流路35に導く流路である。バイパス流路100は、鉛直方向において導入部34と同じ高さであり、且つ軸線m1を中心とする周方向において導入部34の外側を迂回するように形成されている。
以上説明した本実施形態のリザーブタンク10によれば、以下の(4)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(4)第1実施形態のような構造を有するリザーブタンク10では、円筒部40及び気液分離室R1で旋回流を適切に発生させるためには、円筒部40に流入する冷却水の流量が所定の範囲の流量になっている必要がある。しかしながら、図1に示されるエンジン冷却装置1を循環する冷却水の流量が多い場合には、リザーブタンク10に流入する冷却水の流量が増加し、結果として所定の範囲を超える流量の冷却水が円筒部40に流入する可能性がある。仮に所定の範囲を超える流量の冷却水が円筒部40に流入すると、円筒部40及び気液分離室R1に形成される旋回流が不安定になる。これは気液分離室R1内の気液界面Lwに乱れを生じさせる要因となる。このようにして気液界面Lwに乱れが生じると、気体層R10の気体が液体層R11の冷却水に巻き込まれることにより、気液分離性能が低下するおそれがある。
(4)第1実施形態のような構造を有するリザーブタンク10では、円筒部40及び気液分離室R1で旋回流を適切に発生させるためには、円筒部40に流入する冷却水の流量が所定の範囲の流量になっている必要がある。しかしながら、図1に示されるエンジン冷却装置1を循環する冷却水の流量が多い場合には、リザーブタンク10に流入する冷却水の流量が増加し、結果として所定の範囲を超える流量の冷却水が円筒部40に流入する可能性がある。仮に所定の範囲を超える流量の冷却水が円筒部40に流入すると、円筒部40及び気液分離室R1に形成される旋回流が不安定になる。これは気液分離室R1内の気液界面Lwに乱れを生じさせる要因となる。このようにして気液界面Lwに乱れが生じると、気体層R10の気体が液体層R11の冷却水に巻き込まれることにより、気液分離性能が低下するおそれがある。
この点、本実施形態のリザーブタンク10では、導入流路33を流れる冷却水の一部がバイパス流路100を通じて排出流路35に排出されるようになっているため、過度の流量の冷却水が円筒部40や気液分離室R1に流入することを回避できる。これにより、上述のような気液界面Lwの乱れが生じ難くなるため、気液分離性能の低下を回避することができる。
<第4実施形態>
次に、リザーブタンク10の第4実施形態について説明する。以下、第1実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図9に示されるように、本実施形態の円筒部40の底壁部43の内面430には、円筒部40の内部に向かって山状に突出する凸部45が形成されている。吐出孔44a,44bのそれぞれの一端の開口部は、凸部45のテーパ面450に設けられている。
次に、リザーブタンク10の第4実施形態について説明する。以下、第1実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図9に示されるように、本実施形態の円筒部40の底壁部43の内面430には、円筒部40の内部に向かって山状に突出する凸部45が形成されている。吐出孔44a,44bのそれぞれの一端の開口部は、凸部45のテーパ面450に設けられている。
以上説明した本実施形態のリザーブタンク10によれば、以下の(5)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(5)本実施形態のリザーブタンク10では、吐出孔44a,44bから吐出される冷却水が凸部45のテーパ面450に沿って流れるため、円筒部40内を流れる冷却水に旋回流を発生させ易くなる。
(5)本実施形態のリザーブタンク10では、吐出孔44a,44bから吐出される冷却水が凸部45のテーパ面450に沿って流れるため、円筒部40内を流れる冷却水に旋回流を発生させ易くなる。
<第5実施形態>
次に、リザーブタンク10の第5実施形態について説明する。以下、第2実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図10及び図11に示されるように、本実施形態の円筒部40の底壁部43の内面430には、円筒部40の外周部分に沿うように螺旋状に延びる一対の傾斜面46,47が形成されている。傾斜面46,47は、軸線m1を中心に点対称となる形状を有している。一方の傾斜面46の先端部と円筒部40の底壁部43の内面430との間には、段差面460が形成されている。段差面460には、一方の吐出孔44aの一端部が開口している。また、他方の傾斜面47の先端部と円筒部40の底壁部43の内面430との間にも、同様に段差面470が形成されている。段差面470には、他方の吐出孔44bの一端部が開口している。
次に、リザーブタンク10の第5実施形態について説明する。以下、第2実施形態のリザーブタンク10との相違点を中心に説明する。
図10及び図11に示されるように、本実施形態の円筒部40の底壁部43の内面430には、円筒部40の外周部分に沿うように螺旋状に延びる一対の傾斜面46,47が形成されている。傾斜面46,47は、軸線m1を中心に点対称となる形状を有している。一方の傾斜面46の先端部と円筒部40の底壁部43の内面430との間には、段差面460が形成されている。段差面460には、一方の吐出孔44aの一端部が開口している。また、他方の傾斜面47の先端部と円筒部40の底壁部43の内面430との間にも、同様に段差面470が形成されている。段差面470には、他方の吐出孔44bの一端部が開口している。
次に、本実施形態のリザーブタンク10の動作例について説明する。
本実施形態のリザーブタンク10では、吐出孔44aから円筒部40の内部に吐出される冷却水が傾斜面47に沿って流れる。これにより、吐出孔44aから吐出される冷却水が、軸線m1を中心として旋回するように流れるようになる。また、吐出孔44bから円筒部40の内部に吐出される冷却水は、傾斜面46に沿って流れる。これにより、吐出孔44bから吐出される冷却水が、軸線m1を中心として旋回するように流れるようになる。したがって、円筒部40内を流れる冷却水に旋回流を発生させることができる。
本実施形態のリザーブタンク10では、吐出孔44aから円筒部40の内部に吐出される冷却水が傾斜面47に沿って流れる。これにより、吐出孔44aから吐出される冷却水が、軸線m1を中心として旋回するように流れるようになる。また、吐出孔44bから円筒部40の内部に吐出される冷却水は、傾斜面46に沿って流れる。これにより、吐出孔44bから吐出される冷却水が、軸線m1を中心として旋回するように流れるようになる。したがって、円筒部40内を流れる冷却水に旋回流を発生させることができる。
本実施形態のリザーブタンク10によれば、第1実施形態のリザーブタンク10により奏される上記の(1)及び(2)に示される作用及び効果に類似の作用及び効果を得ることができる。
<他の実施形態>
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
<他の実施形態>
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第4実施形態のリザーブタンク10では、凸部45に稜線が形成されている場合、吐出孔44a,44bのそれぞれの一端の開口部は、凸部45の稜線上に設けられていてもよい。
・第5実施形態のリザーブタンク10では、円筒部40の底壁部43の内面430に一対の傾斜面46,47が形成されている場合について例示したが、吐出孔の数に合わせて、円筒部40の底壁部43の内面430に形成されている傾斜面の数は適宜変更可能である。
・第5実施形態のリザーブタンク10では、円筒部40の底壁部43の内面430に一対の傾斜面46,47が形成されている場合について例示したが、吐出孔の数に合わせて、円筒部40の底壁部43の内面430に形成されている傾斜面の数は適宜変更可能である。
・各実施形態のリザーブタンク10は、車両のエンジンの冷却水以外の液体を用いるものであってもよい。
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
10:リザーブタンク
20:タンク本体
30:導入部形成部
33:導入流路
34:導入部
35:排出流路(排出部)
40:円筒部
43:底壁部
44,44a,44b:吐出孔
45:凸部
46,47:傾斜面
60:流入パイプ(流入部)
61:排出パイプ(排出部)
100:バイパス流路
221:流入口(流入部)
223:排出口(排出部)
431:底面
450:テーパ面
20:タンク本体
30:導入部形成部
33:導入流路
34:導入部
35:排出流路(排出部)
40:円筒部
43:底壁部
44,44a,44b:吐出孔
45:凸部
46,47:傾斜面
60:流入パイプ(流入部)
61:排出パイプ(排出部)
100:バイパス流路
221:流入口(流入部)
223:排出口(排出部)
431:底面
450:テーパ面
Claims (9)
- 気液分離室(R1)の内部に貯留される液体に旋回流を発生させることにより、液体に含まれる気体を分離するリザーブタンク(10)であって、
前記気液分離室を内部に有するタンク本体(20)と、
所定の軸線を中心に有底円筒状に形成され、先端部の開口部分が前記気液分離室において開口するように前記タンク本体の内部に配置される円筒部(40)と、
前記円筒部の底壁部(43)の底面(431)から前記円筒部の内部に向かって前記円筒部の底壁部を貫通するように形成される複数の吐出孔(44,44a,44b)と、
前記気液分離室に導入される前の液体が流入する流入部(60,221)と、
前記流入部に流入した液体を前記円筒部の底壁部の底面まで導く導入流路(33)と、前記導入流路を通じて前記円筒部の底壁部の底面に導入された液体を前記円筒部の底壁部の底面において一時的に貯留する部分であって、貯留されている液体を複数の前記吐出孔を通じて前記円筒部の内部に導入する導入部(34)とが形成される導入部形成部(30)と、を備え、
複数の前記吐出孔は、前記円筒部の内部に流入した液体に旋回流を発生させるべく、前記底壁部の内面に対して直交とは異なる角度で交差する方向に延びるように形成され、
前記円筒部の先端部から前記気液分離室に流入した液体が、前記気液分離室の内部で旋回流を形成する
リザーブタンク。 - 前記吐出孔が延びる方向と前記円筒部の前記底壁部の内面とがなす角度は45度以下である
請求項1に記載のリザーブタンク。 - 複数の吐出孔は、前記所定の軸線を中心とする周方向において等間隔ピッチで設けられている
請求項1又は2に記載のリザーブタンク。 - 前記円筒部の底壁部の内面には、前記円筒部の内部に向かって山状に突出する凸部(45)が形成され、
前記吐出孔の一端の開口部は、前記凸部のテーパ面(450)又は稜線上に設けられている
請求項1〜3のいずれか一項に記載のリザーブタンク。 - 前記円筒部の内部に前記円筒部と同軸上に配置される円柱状又は円管状の棒状部材(90)を更に備える
請求項1〜4のいずれか一項に記載のリザーブタンク。 - 前記棒状部材の先端部は、前記円筒部の先端部よりも前記気液分離室の内部に延びるように配置されている
請求項5に記載のリザーブタンク。 - 前記気液分離室に貯留されている液体を排出するための排出部(35,223,61)と、
前記導入流路から分岐するように形成され、前記導入流路を流れる液体の一部を前記円筒部及び前記気液分離室を迂回して前記排出部に導くバイパス流路(100)と、を更に備える
請求項1〜6のいずれか一項に記載のリザーブタンク。 - 前記バイパス流路は、鉛直方向において前記導入部と同じ高さに配置され、且つ前記所定の軸線を中心とする周方向において前記導入部の外側を迂回するように形成されている
請求項7に記載のリザーブタンク。 - 気液分離室(R1)の内部に貯留される液体に旋回流を発生させることにより、液体に含まれる気体を分離するリザーブタンク(10)であって、
前記気液分離室を内部に有するタンク本体(20)と、
所定の軸線を中心に有底円筒状に形成され、先端部の開口部分が前記気液分離室において開口するように前記タンク本体の内部に配置される円筒部(40)と、
前記円筒部の底壁部(43)の底面(431)から前記円筒部の内部に向かって前記円筒部の底壁部を貫通するように形成される複数の吐出孔(44a,44b)と、
前記気液分離室に導入される前の液体が流入する流入部と(60,221)、
前記流入部に流入した液体を前記円筒部の底壁部の底面まで導く導入流路(33)と、前記導入流路を通じて前記円筒部の底壁部の底面に導入された液体を前記円筒部の底壁部の底面において一時的に貯留する部分であって、貯留されている液体を複数の前記吐出孔を通じて前記円筒部の内部に導入する導入部(34)とが形成される導入部形成部(30)と、を備え、
前記円筒部の底壁部の内面には、前記円筒部の外周部分に沿って螺旋状に延びる複数の傾斜面(46,47)が形成されており、
複数の前記吐出孔は、複数の前記傾斜面のそれぞれに沿って液体を吐出するように設けられ、
複数の前記吐出孔から吐出される液体が複数の傾斜面のそれぞれに沿って流れることにより、複数の前記吐出孔から前記円筒部の内部に流入した液体に旋回流が形成され、
前記円筒部の先端部から前記気液分離室に流入した液体が、前記気液分離室の内部で旋回流を形成する
リザーブタンク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018202217A JP2020067081A (ja) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | リザーブタンク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018202217A JP2020067081A (ja) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | リザーブタンク |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020067081A true JP2020067081A (ja) | 2020-04-30 |
Family
ID=70389921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018202217A Pending JP2020067081A (ja) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | リザーブタンク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020067081A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114837796A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-02 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种集成式膨胀水壶、冷却系统及汽车 |
-
2018
- 2018-10-26 JP JP2018202217A patent/JP2020067081A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114837796A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-02 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种集成式膨胀水壶、冷却系统及汽车 |
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